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LED植物燈過壓過流干擾的防護方法

LED植物燈過壓過流干擾的防護方法

1、防止靜電放電損壞LED

  靜電放電是LED芯片的隱形殺手。LED燈具生產過程中每個階段的每個步驟都可能使LED受到靜電的損傷。靜電防護就是消除靜電或把靜電電壓控制在允許的范圍內使它不致產生危害。生產過程中靜電防護的主要措施為:

 ?。?/span>1)保證車間生產人員及生產設備的靜電防護(屏蔽與接地);

 ?。?/span>2)盡可能的使生產車間和周圍環境達到防靜電要求(中和、增濕、屏蔽與接地);

 ?。?/span>3)采用靜電保護器(ESD)對各接口芯線對地做靜電防護(靜電泄露、耗散)。

  依照上述防靜電措施進行操作,將靜電防護工作當作一項長期的系統工程,防止任何環節的失誤或疏漏,加上LED芯片有一定的防靜電干擾功能,則在生產過程中可以有效地防止靜電放電對LED的損傷。

2、防止LED芯片短時間過負荷  防護瞬間過電壓或過電流等LED短時間過負荷現象常用的器件有瞬態抑制二極管TVS,熱敏電阻MOV,浪涌靜電硅抑制器SET等。目前LED燈具防過負荷設計方案分為兩種:第一種為保險絲、壓敏電阻MOV、瞬態抑制二極管TVS組合形成的電源輸入端保護電路,一般用在LED燈具電控系統的輸入端口防止在正常運行時由于電源瞬間浪涌干擾原因造成的LED故障。第二種為瞬態抑制二極管TVS、負溫度系數熱敏電阻器(NTC)過負荷保護電路,一般串聯在LED芯片組成的照明電路中,防止LED燈具通電開啟瞬間造成的LED損傷。以下對這兩種方法分別予以討論。

2.1 防止電源瞬間浪涌干擾造成LED損傷

方案中主要用到壓敏電阻MOV及瞬態抑制二極管TVS做過壓防護,壓敏電阻是一種具有電壓電流對稱特性的電壓屬性電阻器,它主要用來保護電子元件免受尖峰電壓或尖峰電流的影響。壓敏電阻在常態時對受保護的電子元件具有很高的阻抗,而且不會改變電路特性,但當瞬間尖峰電壓出現越過壓敏電阻的擊穿電壓時,該壓敏電阻的阻抗會變低(僅有幾歐姆),并造成原線路短路,從而對電子產品或元件進行保護。將壓敏電阻接入LED燈具電源輸入端,可防止在正常運行時由于電源瞬間浪涌干擾造成的LED故障,防護方案如圖1所示。正常運行時一旦電網電壓升高,壓敏電阻會瞬間擊穿短路,對過壓能量進行吸收和泄放,從而有效地防止過電壓進入受保護線路。方案中用到2個保險絲Fuse 1Fuse 2,其中Fuse 1在壓敏電阻的前端,用來防止壓敏電阻失效而短路,但也要通過雷擊大電流。因此,通常選用慢融性保險絲,其不承擔過載短路的作用;而Fuse 2是用來防止過載,選用快熔性保險絲,不承擔浪涌電流,可以根據負載額定電流選擇合適的保險絲。后端為瞬態抑制二極管TVS是對前級壓敏電阻的殘余能量進行進一步的吸收和泄放,更好地保護后端負載。

2.2 防止通電瞬間損傷LED

  在LED燈具剛剛通電時會產生一種常見的瞬間過電流現象,這種現象被稱為浪涌電流??梢圆捎迷跓艟邇炔侩娐肥褂?/span>NTC電阻器的方法實現LED燈具的浪涌電流保護(如圖2)。具體而言,就是在燈具剛剛通電時NTC器件提供一個高電阻值來保護LED免受浪涌電流的損壞,在過渡時間之后NTC電阻器的電阻會降低到可忽略不計的數值。方案中的瞬態抑制二極管TVS對瞬間的浪涌能量提供一條通路,保護后端LED燈珠不受影響。

2.3 防止LED燈珠開路(電源極性反接保護)

  當LED輸入端有高壓脈沖時會導致后端芯片及LED燈損壞,而瞬態抑制二極管TVS可以對高壓脈沖進行吸收和箝端電路可承受的范圍內,從而消除了由輸入端帶來的干擾。O.C.P為半導體過壓型保護器件,當燈珠兩端有靜電和過電壓時可瞬間吸收和箝位,把電壓降低,并且當LED開路損壞時,電流無法流過損壞的LED燈珠,此時電源的電壓全部加在O.C.P上,很快O.C.P兩端的電壓就達到了它的開關電壓,O.C.P開始工作,隨后將電壓降低到1V左右,電流從O.C.P流過也經過了其它的LED燈珠,其它的燈珠又亮了起來。當LED燈串被反向通上電源時,所有保護器O.C.P都會開始導通,將這些被保護的LED上的電流分流以保護它們不受傷害。在反向電極糾正之后,保護器會關閉,LED正常工作。

  隨著社會的發展和大家對節能環保的意識不斷提高,LED燈具的市場前景將是一片光明,不斷進步的LED照明市場需要性能良好的硬件設備(燈具),正確的硬件設計是產品成功的關鍵。前期在硬件設備設計時充分考慮各種干擾因素的影響會使燈具質量得到很大的保證,對硬件設備進行適當的過壓過流沖擊防護設計能夠大幅度地提高它的的使用壽命,減小維修成本,更好地滿足人們的需求。

 
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